Java中的数字处理与静态成员详解

### Java 中的数字处理与静态成员详解 #### 1. 数字处理的多样性 在编程中，数字处理不仅仅局限于基本的算术运算。我们可能需要获取数字的绝对值、对数字进行四舍五入、找出两个数字中的较大值等。同时，对于数字的输出格式也有不同需求，比如精确到两位小数输出，或者为大数字添加逗号以提高可读性。另外，日期处理也是常见需求，我们可能希望以多种方式打印日期，甚至对日期进行操作，例如“在今天的日期上加上三周”。还有将字符串解析为数字，或者将数字转换为字符串等操作。幸运的是，Java API 提供了许多方便的数字处理方法，并且其中大部分是静态方法。 #### 2. Math 类的静态方法 Math 类中的方法不依赖于任何实例变量的值，并且这些方法是静态的，因此不需要创建 Math 类的实例，直接使用 Math 类即可调用这些方法。例如，`round()` 方法用于将浮点数四舍五入到最接近的整数，无论调用多少次，只要传入相同的参数，结果都是相同的。如果创建 10000 个 Math 类的实例并调用 `round(42.2)` 方法，每次都会得到整数 42。这说明该方法只作用于传入的参数，不受实例变量状态的影响。 除了 `round()` 方法，Math 类还有 `min()` 方法用于返回两个数值中的较小值，`max()` 方法用于返回较大值，`abs()` 方法用于返回数字的绝对值。这些方法都不使用实例变量，实际上 Math 类也没有任何实例变量，因此创建 Math 类的实例是没有意义的，而且由于 Math 类的构造函数被标记为私有，无法使用 `new` 关键字创建 Math 类的对象。以下是调用 Math 类静态方法的示例代码： ```java int x = Math.round(42.2); int y = Math.min(56, 12); int z = Math.abs(-343); ``` #### 3. 静态方法与非静态方法的区别 Java 是面向对象的编程语言，但有时会有特殊情况，例如像 Math 类的方法这样的实用方法，不需要创建类的实例。`static` 关键字允许方法在没有类实例的情况下运行，静态方法意味着“行为不依赖于实例变量，因此不需要实例/对象，只需要类”。 以 `Song` 类为例，`play()` 方法是一个非静态方法，它依赖于 `title` 实例变量的值，不同的 `Song` 对象调用 `play()` 方法会播放不同的歌曲。而 Math 类的 `min()` 等静态方法不依赖于实例变量，其行为不依赖于特定的对象： ```java public class Song { String title; public Song(String t) { title = t; } public void play() { SoundPlayer player = new SoundPlayer(); player.playSound(title); } } // 调用示例 Song s2 = new Song("Politik"); Song s3 = new Song("My Way"); s2.play(); s3.play(); ``` 调用静态方法使用类名，而调用非静态方法使用引用变量名。例如： ```java int result = Math.min(88, 86); Song t2 = new Song("Test Song"); t2.play(); ``` #### 4. 静态方法的限制 静态方法不能使用非静态（实例）变量和非静态方法。因为静态方法在运行时不知道特定的类实例，它无法确定要使用哪个实例的变量值。例如，以下代码会编译错误： ```java public class Duck { private int size; public static void main(String[] args) { System.out.println("Size of duck is " + size); } public void setSize(int s) { size = s; } public int getSize() { return size; } } ``` 编译时会报错： ``` Duck.java:6: non-static variable size cannot be referenced from a static context System.out.println("Size of duck is " + size); ^ ``` 同样，静态方法也不能调用非静态方法，因为非静态方法通常依赖于实例变量的状态。例如： ```java public class Duck { private int size; public static void main(String[] args) { System.out.println("Size is " + getSize()); } public void setSize(int s) { size = s; } public int getSize() { return size; } } ``` 编译时会报错： ``` Duck.java:6: non-static method getSize() cannot be referenced from a static context System.out.println("Size of duck is " + getSize()); ^ ``` #### 5. 静态变量 静态变量的值对于类的所有实例都是相同的，即每个类只有